Содержание тяжелых углеводородов в газе. Объём паров после испарения жидкости

 

Принято считать, что в газе три тяжелые фракции: пропановая, бутановая и газовый бензин. Последний принимается состоящим по массе из 1/3 бутана и 2/3 пентана (плюс вышекипящие).

Если дан массовый или молярный состав газа, то содержание тяжелых компонентов в г/м³ определяется по формуле

А_i=10g_ir_см= 10у_ir_i, г/м³. (1.10)

 

Здесь: g - содержание данного тяжелого углеводорода в газе, мас.%; r_см - средняя плотность природного газа, кг/м³; у - содержание данного тяжелого углеводорода в газе, мол.%; r - плотность данного тяжелого углеводорода, кг/м³.

После определения содержания в газе отдельных компонентов пересчитывают содержание в нём n- бутана и газового бензина При этом считают, что в газовый бензин целиком переходит пентан плюс вышекипящие и часть нормального бутана, по величине равная половине содержания пентана плюс вышекипящие.

Пропан бутановая фракция при повышенных давлениях находится в жидком состоянии и переходит в газообразное при понижении давления до атмосферного. Объём паров, получаемый после испарения жидкого углеводорода( при нормальных физических условиях р=0,1013МПа, Т=273 К ), можно вычислить по формуле

 

V_п=G / r_п= 22,41 G / М, м³, (1.11)

 

где М - молекулярная масса углеводорода, r_п - плотность паров углеводорода при нормальных условиях; G - масса жидкого углеводорода, кг.

Если имеется смесь жидких углеводородов, то объём паров подсчитывается по (1.11) с подстановкой средней молекулярной массы смеси испарившихся углеводородов.

 

Критические и приведённые термодинамические параметры

 

Критическим называется такое состояние вещества, при котором плотность вещества и его насыщенного пара равны друг другу. Параметры, соответствующие этому состоянию, называются критическими параметрами.

Критической Т_кр называется такая температура, выше которой газ под действием давления любого значения не может быть превращён в жидкость. Давление р_кр, необходимое для сжижения газа при критической температуре, называется критическим. Критическим объёмом v_кр называют объём, равный объёму одного моля газа при критических давлении и температуре. Для природных газов значения Т_кр и р_кр при известных параметрах компонент x_i, p_крi, Т_крi определяются как среднекритические ( псевдокритические ).

Когда природный газ содержит меньше 10 об.% высококипящих углеводородов и неуглеводородных компонентов, псевдокритические параметры определяются по формулам:

 

p_кр= å(P_крi x_i) , Т_кр = å(T_крi x_i) (1.12)

 

Для газов газоконденсатных месторождений, а также газов, содержащих свыше 10 об.% тяжелых углеводородных и неуглеводородных компонентов, формулы (12) дают погрешность. Поэтому необходимо использовать следующие формулы:

(1.12.1)

При отсутствии данных о компонентном составе фракций С₇₊ для газовых месторождений псевдокритические параметры этих фракций можно заменить критическими параметрами гексана. Для газоконденсатных месторождений псевдокритические параметры С₇₊ определяются по графикам в зависимости от молекулярной массы или можно использовать следующие зависимости:

(1.13)

Если компонентный состав газа неизвестен, псевдокритические параметры можно определить по относительной (по воздуху) плотности газа D.(при наличии в газе азота, сероводорода и углекислого газа в псевдокритические параметры вводятся поправки по правилу аддитивности с соответствующим знаком):.

а) газовые месторождения

 

p_кр= 49.5 - 3.7D. [ aтa]; Т_кр= 93 + 176D. [ ^oK] (1.14)

при 0.5£ D £0.9.

 

в) газоконденсатные месторождения

(1.14.1)

Кроме указанных соотношений критические параметры можно определить графически (рис. 1.1,1.2)

 

 

 

Часто в расчетах используют так называемые приведённые давления p_пр и температуры Т_пр:p_пр=p/ p_кр; Т_пр=Т/Т_кр.